加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）工程學(xué)院研究人員稱，創(chuàng)建人造肌肉來完成工作并檢測力和觸覺，一直是科學(xué)和工程界的巨大挑戰(zhàn)之一。
在制造人造肌肉方面，雖然許多材料都很有競爭力，但具有高彈性的輕質(zhì)介電彈性體（DE）因其柔韌性極佳而備受關(guān)注。大多數(shù)DE由丙烯酸或硅樹脂制成，但這兩種材料都有缺點。傳統(tǒng)的丙烯酸DE可實現(xiàn)高驅(qū)動應(yīng)變，但需要預(yù)拉伸且缺乏靈活性；有機硅更容易制造，但它們不能承受高應(yīng)力。
UCLA研究團隊利用市售化學(xué)品并采用紫外線光固化工藝，創(chuàng)造了一種改進的丙烯酸基材料，該材料更柔韌、可調(diào)節(jié)且更易于擴展，且沒有損失其強度和耐用性。丙烯酸能形成更多的氫鍵，從而使材料更容易變形，但研究人員調(diào)整了聚合物鏈之間的交聯(lián)，使彈性體更柔軟、更靈活。然后將得到的薄薄的、可加工的高性能介電彈性體薄膜（PHDE）夾在兩個電極之間，以將電能轉(zhuǎn)換為致動器的動能。
每張PHDE薄膜都像一根頭發(fā)一樣輕薄，大約35微米厚，當(dāng)多層堆疊在一起時，它們就變成了一個微型電動機，可像肌肉組織一樣發(fā)揮作用，并產(chǎn)生足夠的能量來為機器人或傳感器的運動提供動力。研究人員已制作出4—50層不等的PHDE薄膜堆疊。
配備PHDE致動器的人造肌肉可產(chǎn)生比生物肌肉更多的動力，柔韌性也比自然肌肉高3—10倍。
UCLA的研究利用了“干法”工藝。該工藝用刀片將薄膜分層，然后進行紫外線固化硬化，使各層均勻。這增加了致動器的能量輸出，使設(shè)備可支持更復(fù)雜的運動。
這種簡化的過程，以及PHDE的靈活和耐用特性，允許制造出新型柔性致動器，其可像蜘蛛腿般彎曲跳躍，亦可纏繞和旋轉(zhuǎn)。研究人員還展示了PHDE致動器能夠投擲比薄膜本身重20倍的豌豆大小的球。當(dāng)電壓打開和關(guān)閉時，致動器還可像隔膜一樣膨脹和收縮。
